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电动汽车动力电池到底何去何从

导读: 近日,原国家能源局局长、国家能源委员会专家委员会主任张国宝表示,对锂电池一直有些疑虑,技术路线的判断和选择是否正确关乎一个企业乃至一个行业的生死存亡。

电动汽车动力电池到底何去何从

  在各种政策的扶持下,中国新能源汽车正迎来快速发展的时代。但作为新能源汽车的动力来源,电池的技术路线选择却成为这个行业发展的不确定因素之一。近日,原国家能源局局长、国家能源委员会专家委员会主任张国宝表示,对锂电池一直有些疑虑,技术路线的判断和选择是否正确关乎一个企业乃至一个行业的生死存亡。

  他以彩色电视和广州汽车引进法国标致汽车为例指出,改革开放以来引进国外的先进技术和装备,使国内的工业技术生产水平上了一个档次,但是也不乏有些国家把行将淘汰的落后技术装备和产品转移到中国,没有多久就被淘汰出局。“我对锂电池为动力的纯电动汽车一直持有一些疑虑,锂电池重量重,一辆轿车的电池六七百公斤,一辆公交车电池要上吨重。回收废电池问题也没有完全解决。锂仍然属于稀有金属,一旦汽车全部采用锂电池,锂就会成了稀缺资源。锂电池一次充电续航距离短等等,这些都是锂电池的致命弱点。今后电动汽车的动力究竟是何种电池?确实值得认真关注。日本开发燃料电池车的动向值得我们思考。”张国宝说。

  新能源汽车电池行业频获政策支持

  为了促进低排放、低污染的新能源汽车产业发展,国家在今年频出政策利好,希望能从新能源汽车的源头——电池着手,推动行业发展。例如,修改电动公交车的补贴政策,停止为三元电池公交车提供补贴。

  同时,国务院还表示要加快实现动力电池的革命性突破。推动大中小企业、高校、科研院所等组建协同攻关、开放共享的动力电池创新平台。在关键材料、电池系统等共性、基础技术研发上集中发力。中央财政采取以奖代补方式,根据动力电池性能、销量等指标对企业给予奖励。加大对动力电池数字化制造成套装备的支持。

  在一系列政策暖风的推动下,新能源汽车蓬勃发展,锂电池的原材料价格碳酸锂也开始飙升。据证券日报报道,今年以来,碳酸锂价格快速上涨,几乎每一周提价一次,每次提价在千元左右,累计涨幅已达23%。虽然新能源汽车市场的爆发让整个锂电池产业链都处在亢奋之中,但持续涨价的原材料和不断降低的毛利率还是让锂电电芯企业大呼“受不了”。

  一面是原料端过热,另一面则是国内电动汽车的电池技术仍未有较大突破。电池的能量密度、充电时间、电池的寿命、电池的安全性等问题都有待提高。国家叫停三元电池后,国内电池主要以磷酸锂铁(LiFePO4)电池为主。关于锂电池的争论也从未停息。

  电池的技术之争

  国际上,围绕电池的研发也一直未停止。从目前来看,许多电池公司的研究主要集中在正负极材料、电解液、隔膜上。电池的技术路线选择主要有以下几种:

  首先是正极材料选择。这类电池中可供选择的包括三元化合物、磷酸铁锂以及特斯拉使用的钴酸锂。当前,国际产业化的高能量密度电池也以三元体系为主,韩国三星等公司仍在该领域重点布局。但国内因热控安全问题,被叫停。

  特斯拉则一直热捧钴酸锂电池,但该电池需要将众多钴酸锂电池堆叠在一起。精确管理这些小电池,是技术突破的重点。特斯拉选择的方式是将它们划分成数百个小单元分别控制,但这样做的缺点是导致汽车成本过高,让消费者望而却步。

  第二,氢燃料电池,这也是张国宝所说的值得关注的技术路径之一。氢燃料电池基本工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),与氧原子和氢离子重新结合为水。

  但由于氢的来源、安全性,以及催化剂金属铂的稀缺等问题,目前该电池的使用并未在全球大范围推进。日本丰田汽车生产商是该技术的支持者,该公司去年曾推出过一款氢燃料电池汽车。

  第三,石墨烯电池。石墨烯的出现后,有人认为它将终结新能源汽车续航问题,因为以石墨烯为原料的锂电池能量密度高达600wh/kg,是传统动力锂电池的5倍。但从目前情况看,石墨烯的成本仍然过于昂贵,无法大规模商用。

  张国宝称,自己一直在关注中国电动汽车的发展方向,无疑现在锂电池是电动汽车动力的主流。但今后,电动汽车的方向究竟是混合动力?锂电池纯电动?还是氢燃料电池?确是值得关注的问题。

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